DE4320664A1 - Verfahren zum Herstellen von Asphalt unter Verwendung von erwärmtem, frischem Asphalt und erwärmtem, aufbereitetem Ausbauasphalt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Asphalt unter Verwendung von erwärmtem, frischem Mineral, Bitumen und erwärmtem, aufbereitetem Ausbauasphalt, wobei der Ausbauasphalt in einer separaten Trommel durch Rauchgase erwärmt wird um an­ schließend mit den Komponenten zur Herstellung von neuem Asphalt in einem Mischer gemischt zu werden.

Asphalt besteht zum größten Teil aus Mineral verschiedener Kör­ nung und Form, sowie einem Bindemittel, dem Bitumen.

Beim Bearbeiten (Aufarbeiten) vorhandener Asphaltflächen fällt Asphalt an, welcher brachenüblichen Ausbauasphalt genannt wird. Aus Kosten- und Umweltschutzgründen ist man bestrebt, den als Schollen vorliegenden Ausbausasphalt nach dessen Aufbereitung, oder gefrästem Material wieder in den Fertigungsprozeß zurück­ zuführen.

Die einzelnen Komponenten des frischen Asphalts und das aufbe­ reitete Recycling-Material werden im Mischer zu einem homogenen Gemisch verarbeitet, welches mindestens eine Mischtemperatur von 150°C aufweisen sollte. Beim Ausbringen und Bearbeiten, das heißt Verteilen, Glätten und Verdichten von Asphalt ist die Tem­ peraturgrenze von ca. 130-140°C nicht zu unterschreiten. Diese Temperatur ist notwendig, da die Zähigkeit des Bitumen beim Er­ kalten exponentiell ansteigt und eine Verarbeitung, insbesondere das Verdichten und Verteilen nicht mehr bzw. nur noch unzurei­ chend möglich ist.

Bei geringem Ausbauasphaltanteil im Gesamtmischgut kann durch eine erhöhte Temperatur des Frischminerals auch bei kalter Zu­ gabe des Ausbauasphalts die erforderliche Mindesttemperatur von 150°C einfach erreicht werden. Der mögliche Ausbauasphaltanteil ist hierbei stark von dem Feuchtegrad abhängig.

Soll der Ausbauasphaltanteil des Mischgutes gesteigert werden, so ist das Recyclingmaterial vor dem Mischprozeß zu erwärmen. Die kostengünstigste und technisch einfachste Möglichkeit, den Aus­ bauasphalt zu trocknen und zu erwärmen, ist das Kontaktieren mit heißem Rauchgas in einer Trommel. Das Rauchgas wird durch einen, mit fossilem Brennstoff gespeisten Brenner erzeugt. Die Erwärmung des Ausbauasphalts bis ca. 100°C ist problemlos, da zuerst die sehr große Verdampfungsenthalpie der Feuchte durch die Wärmeüber­ tragung aufgebracht werden muß. Die Temperatur von ca. 100°C bleibt so lange konstant, bis das Verdampfen der Feuchte an der Materialoberfläche abgeschlossen ist.

Nach der Trocknung folgt der kritische Bereich der Aufwärmphase. Die Temperatur an der Granulatoberfläche sollte nicht mehr als 160°C an der äußeren Bitumenschicht betragen.

Aus der Praxis ist ein Verfahren zum Herstellen von Asphalt unter Verwendung von erwärmten Mineralien, Bitumen und erwärmtem, auf­ bereiteten Ausbauasphalt, wobei der Ausbauasphalt in einer separa­ ten Trommel durch Rauchgase erwärmt wird, bekannt. Die erwärmten Mineralien, Bitumen und der gegebenenfalls aufbereitete Ausbau­ asphalt werden in einem Mischer gemischt.

Nach diesem Verfahren werden die Abgase der Ausbauasphalt-Trommel parallel mit Abgasen einer Trommel, in der Mineral getrocknet und erwärmt wird, meist direkt der Entstaubung zugeführt.

Bei dem genannten Verfahren ist von Nachteil, daß aufgrund des Umstandes, daß nur frisches Rauchgas durch die Ausbauasphalt ent­ haltene Trommel gefahren wird, die Gastemperatur in der kri­ tischen Aufwärmphase (100°C Asphalttemperatur) in der Trommel ca. 400 bis 500°C beträgt- Die Folge sind Destillations- und Oxidationseffekte. Der organische Gesamtkohlenstoffgehalt des aus der Trommel austretenden Rauchgases steigt dadurch an.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der genannten Art an­ zugeben, das es ermöglicht, den Ausbauasphalt besonders schonend zu erwärmen.

Grundüberlegung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist damit, wäh­ rend der kritischen Aufwärmphase eine Temperaturdifferenz zwi­ schen Ausbauasphalt und Rauchgas vorzugeben, welche sicherstellt, daß der Ausbauasphalt schonend erwärmt werden kann. Je niedriger diese Temperaturdifferenz ist, desto länger muß die Verweilzeit des Ausbauasphalts in der Trommel, bzw. desto größer muß die Rauchgasmenge zum Erwärmen des Ausbauasphaltes, sein. Durch die Gleichstromtrocknung, bei der Rauchgas und Ausbauasphalt-Materi­ alstrom die gleiche Flußrichtung haben, wird zuerst der feuchte Ausbauasphalt mit Rauchgas relativ hoher Temperatur in Kontakt gebracht.

Das Rauchgas, das bei der Gleichstromtrocknung immer heißer ist als das zu trocknende Gut, hat bei seinem Austritt aus der Trommel eine Temperatur, die etwa 10 bis 20° über der des Ausbauasphalts liegt.

Um die Rauchgastemperatur und damit die Temperaturdifferenz Aus­ bauasphalt/Rauchgas weiter senken zu können, wird vorgeschlagen, einen Teil des aus der Trommel ausgetretenen Rauchgases wieder der Trommel brennerseitig zuzuführen.

Dies bedeutet, daß das neu erzeugte Rauchgas der Flamme mit dem rückgeführten "kalten" Rauchgas, das eine Temperatur von etwa 170°C aufweist, in dem Brennbereich der Trommel gemischt wird. Die sich ergebende Rauchgasmischtemperatur ist kühler und der Rauchgasvolumenstrom um die zirkulierende Gasmenge größer. Die gesunkene Temperaturdifferenz zwischen Feststoff, das heißt Aus­ bauasphalt und Rauchgas verhindert die thermische Überbeanspru­ chung des Bitumen.

In Abhängigkeit vom Massenstrom des Ausbauasphaltes, der dem Ma­ terial anhaftenden Feuchte, sowie der daraus resultierenden Bren­ nerstellung erfolgt zweckmäßig über rechnergesteuerte Stellklap­ pen die Einstellung eines zuvor berechneten rückgeführten Rauch­ gasvolumenstromes. Ist der vom Rechner vorgegebene Sollwert er­ reicht, wird diese Stellung beibehalten, bis ein neuer Sollwert vorgegeben wird. Damit ist die automatische, anlagenspezifische Fahrweise für eine schonende Ausbauasphalterwärmung durch Rauch­ gasrückführung realisiert.

Das nicht rückgeführte Rauchgas wird normalerweise nachfolgend durch eine weitere Trommel geleitet, die Mineral trocknet und er­ hitzt, wobei dieser weiteren Trommel ein eigener Brenner zugeord­ net ist. Vorteilhaft wird das nicht rückgeführte Rauchgas im Gegenstrom zu dem Mineralstrom durch die weitere Trommel gelei­ tet, wobei das Rauchgas und das Mineral im Bereich des Brenners in der Trommel die höchste Temperatur aufweisen. Es findet damit an der Flammenoberfläche eine thermische Nachverbrennung der gas­ förmigen Kohlenwasserstoffbestandteile statt. Der gasförmige, organische Gesamtkohlenstoffgehalt wird hierbei nochmals verrin­ gert.

In der einzigen Figur ist eine mögliche Ausgestaltung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens anhand eines Stoffstromfließbildes ver­ deutlicht, wobei die Erfindung nicht auf das beschriebene Ver­ fahren beschränkt ist.

Mit einer Trommel 1 für den Ausbauasphalt wirkt im Bereich der einen Stirnseite ein Brenner 2, zusammen mit 2.1 ist die dem Brenner 2 zugeführte Frischluft und mit 2.2 die Brennstoffver­ sorgung des Brenners 2 bezeichnet. Die Figur verdeutlicht die innerhalb der Trommel 1 mittels des Brenners 2 erzeugte Flamme.

Der Ausbauasphalt wird durch die Trommel 1 transportiert. Mit 6 ist der vorbereitete Ausbauasphalt-Materialstrom bezeichnet, das Material wird über ein Eintragungsband 6.1 im Bereich der dem Brenner 2 zugeordneten Stirnseite der Trommel 1, dieser zugeführt und im Bereich der anderen Stirnseite der Trommel 1 zu einem Vor­ ratsbunker ausgetragen, der Stoffstrom betreffend diesen Austrag ist mit 6.2 bezeichnet.

Das vom Brenner 2 erzeugte Rauchgas und der Ausbauasphalt 6 wer­ den damit im Gleichstrom durch die Trommel 1 geführt. Mit 7 ist das im Bereich der Flamme erzeugte Rauchgas bezeichnet.

Der Abgasstrom des in der Trommel 1 produzierten Rauchgases ist mit 3 bezeichnet. Das Abgas tritt im Bereich der dem Austrag 6.2 zugeordneten Stirnseite der Trommel 1 aus dieser aus. In einer Rauchgassammelleitung 3.1 wird das durch ein Gebläse abgesaugte Rauchgas 3 geführt und nach vorbestimmter Klappenstellung aufge­ teilt in eine Rauchgasleitung 3.2 für die Rückführung des Abgas­ stromes in die Trommel 1 und in eine Rauchgasleitung 3.3 zu einem Vorabscheider bzw. zur Nachbrennung. Zum Regeln des Massen­ stromes in den Rauchgasleitungen 3.2 und 3.3 sind diesen Drossel­ klappen 5 zugeordnet. Die Rauchgasleitung 3.2 für die Rückführung mündet im Bereich des Brenners 2 in die Trommel 1. Das dortige Rauchgasmischgebiet ist mit 8 bezeichnet.

Die Rauchgasleitung 3.3 mündet in eine Mineraltrommel 11, die im Bereich der Einmündung der Rauchgasleitung 3.3 einen Brenner 12 aufweist. Mit 12.1 ist die dem Brenner 12 zugeführte Frischluft, mit 12.2 die Brennstoffversorgung des Brenners 12 bezeichnet. Der Abgasstrom verläßt auf der dem Brenner 12 abgewandten Stirn­ seite der Trommel 11 durch eine Rauchgasleitung 3.4 die Trommel 11. Im Gegenstrom zum Abgasstrom wird das Mineral durch die Mine­ raltrommel 11 geführt. Mit 13 ist ein Mineraleintragsband, mit 14 der Mineralaustrag bezeichnet, über diesen gelangt das er­ wärmte Mineral z.B. in einen Heißelevator 15.

Bei der beschriebenen Konzeption ist vorgesehen, daß bei geringer Feuchte des Ausbauasphalts bei kleinerer Brennerstellung der Volumenstrom des rückgeführten Rauchgases relativ hoch ist. Bei hoher Feuchte und einer daraus resultierenden hohen Brennerstel­ lung sollte die Rauchgasrückführung über das der Rauchgasleitung 3.3 zugeordnete Drosselorgan 5 annähernd geschlossen sein.

Nicht näher verdeutlicht sind in der Figur weitere Verfahrens­ merkmale zum Herstellen des Asphaltes. So wird der aus der Trom­ mel 1 ausgetragene Ausbauasphalt mit den Bestandteilen zum Her­ stellen von frischem Asphalt gemischt, unter Verwendung des aus der Trommel 11 ausgetragenen Minerals, sowie Füller und Bitumen.

Claims (4)

1. Verfahren zum Herstellen von Asphalt unter Verwendung von erwärmtem Mineral, Füller und Bitumen und erwärmtem, auf­ bereitetem Ausbauasphalt, wobei der Ausbauasphalt in einer separaten Trommel durch Rauchgase schonend erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Rauchgas im Gleichstrom mit dem Ausbauasphalt-Materialstrom durch die Trommel geleitet wird und ein bestimmter Teil des durch die Trommel geleite­ ten Rauchgases brennerseitig der Trommel wieder zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des rückzuführenden Rauchgasvolumenstromes in Ab­ hängigkeit vom Massenstrom des Ausbauasphalts, der dem Mate­ rial anhaftenden Feuchte, sowie der Brennerstellung des Brenners zum Erwärmen des Rauchgases erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei geringer Feuchte des Ausbauasphalts der Anteil des rückgeführten Rauchgases prozentual relativ hoch ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei hoher Feuchte des Ausbauasphalts wenig oder kein Rauchgas rückgeführt wird.